CN116353052A - 三维造型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维造型装置，能够将整个造型层下降至目标温度，其包括：载物台；加热器；覆盖所述载物台的造型区域，与所述载物台对置；喷头，朝向所述载物台喷出造型材料而形成造型层；传感器，测量所述造型层的测量区域的温度；移动机构，使所述载物台和所述传感器相对移动，并且使所述载物台和所述喷头相对移动；及控制部，控制所述喷头以及所述移动机构，所述控制部进行以下处理：基于与所述造型层的形状相关的信息，设定所述测量区域的处理；使所述传感器测量所述测量区域的温度的处理；及在所测量的所述测量区域的温度为规定值以下的情况下，控制所述喷头以及所述移动机构，从所述喷头朝向所述造型层喷出造型材料的处理。

Description

三维造型装置

技术领域

本发明涉及一种三维造型装置。

背景技术

已知有一种三维造型装置，其通过从喷嘴喷出熔融的材料并使其堆积、固化来对三维造型物进行造型。

三维造型物通过层叠多个造型层而构成。在第一造型层上形成第二造型层的情况下，如果不在第一造型层的温度充分下降后再形成第二造型层，有时在形成第二造型层时第一造型层的形状会发生变形。

例如，在专利文献1中，记载了一种三维造型装置，其在形成第二造型层之前，用测量部测量所形成的第一造型层的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-41661号公报

发明内容

然而，在上述的三维造型装置中，由于第一造型层的形状，在第一造型层的面内方向上产生温度的偏差。因此，即使在由测量部测量的温度达到目标温度的情况下，有时在第一造型层中也存在未下降到目标温度的区域。

本发明所涉及的三维造型装置的一个方式为，

所述三维造型装置包括：

载物台；

加热器；覆盖所述载物台的造型区域，与所述载物台对置；

喷头，朝向所述载物台喷出造型材料而形成造型层；

传感器，测量所述造型层的测量区域的温度；

移动机构，使所述载物台和所述传感器相对移动，并且使所述载物台和所述喷头相对移动；以及

控制部，控制所述喷头以及所述移动机构，

所述控制部进行以下处理：

基于与所述造型层的形状相关的信息，设定所述测量区域的处理；

使所述传感器测量所述测量区域的温度的处理；以及

在所测量的所述测量区域的温度为规定值以下的情况下，控制所述喷头以及所述移动机构，从所述喷头朝向所述造型层喷出造型材料的处理。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的侧视图。

图2是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的剖视图。

图3是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的平头螺杆的立体图。

图4是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置的筒体的俯视图。

图5是用于说明本实施方式所涉及的三维造型装置的控制部的处理的流程图。

图6是用于说明本实施方式所涉及的三维造型装置的三维造型物形成处理的剖视图。

图7是用于说明本实施方式所涉及的三维造型装置的控制部的处理的流程图。

图8是示意性地表示由本实施方式所涉及的三维造型装置形成的造型层的俯视图。

图9是示意性地表示由本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层的俯视图。

图10是示意性地表示由本实施方式的第二变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层的俯视图。

图11是示意性地表示由本实施方式的第三变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层的俯视图。

附图标记说明

10：喷头；20：载物台；22：造型区域；30：移动机构；32：第一电动致动器；34：第二电动致动器；36：第三电动致动器；40：支承部件；50：加热机构；52：支承板；54：加热器；56：贯通孔；60：传感器；70：控制部；100：三维造型装置；110：材料供给部；112：供给路径；120：塑化部；122：螺杆壳体；124：驱动电机；126：轴；130：平头螺杆；131：上表面；132：槽形成面；133：侧面；134：第一槽；135：中央部；136：连接部；137：材料导入部；140：筒体；142：对置面；144：第二槽；146：连通孔；148：外周；150：加热器；160：喷嘴；162：喷嘴流路；164：喷嘴开口。

具体实施方式

以下，使用附图关于本发明的优选实施方式详细进行说明。需要说明的是，以下说明的实施方式并不对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。另外，以下说明的结构并不一定是全部是本发明的必要构成要素。

1.三维造型装置

1.1.整体结构

首先，参照附图，关于本实施方式所涉及的三维造型装置进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置100的立体图。图2是示意性地表示本实施方式所涉及的三维造型装置100的图1的II-II线剖视图。需要说明的是，在图1以及图2中，作为相互正交的三个轴，示出了X轴、Y轴以及Z轴。X轴方向以及Y轴方向例如是水平方向。Z轴方向例如是铅垂方向。

如图1以及图2所示，三维造型装置100例如包括喷头10、载物台20、移动机构30、支承部件40、加热机构50、传感器60和控制部70。

三维造型装置100从喷头10朝向载物台20喷出塑化的造型材料，同时驱动移动机构30，使喷头10和载物台20的相对位置变化。由此，三维造型装置100在载物台20上造型出所希望的形状的三维造型物。

如图2所示，喷头10例如具有材料供给部110、塑化部120和喷嘴160。喷头10朝向载物台20的造型区域22喷出造型材料。

在材料供给部110中投入颗粒状或粉末状的材料。材料供给部110向塑化部120供给作为原料的材料。材料供给部110例如由料斗构成。由材料供给部110供给的材料例如是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂。

材料供给部110和塑化部120通过设置在材料供给部110下方的供给路径112连接。投入到材料供给部110的材料经由供给路径112供给到塑化部120。

如图2所示，塑化部120例如具有螺杆壳体122、驱动电机124、平头螺杆130、筒体140和加热器150。塑化部120将从材料供给部110供给的固体状态的材料塑化，生成具有流动性的糊状的造型材料，并供给到喷嘴160。

需要说明的是，塑化是包含熔融的概念，是从固体变化为具有流动性的状态。具体而言，在发生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度为玻璃化转变温度以上。在不发生玻璃化转变的材料的情况下，塑化是指使材料的温度为熔点以上。

螺杆壳体122是收容平头螺杆130的框体。在螺杆壳体122的下表面设置有筒体140。在由螺杆壳体122和筒体140包围的空间中收容有平头螺杆130。

驱动电机124设置在螺杆壳体122的上表面。驱动电机124例如是伺服电机。驱动电机124的轴126与平头螺杆130的上表面131连接。驱动电机124由控制部70控制。需要说明的是，虽未图示，但也可以经由减速机将驱动电机124的轴126与平头螺杆130的上表面131连接。

平头螺杆130具有旋转轴R方向的大小比与旋转轴R方向正交的方向的大小小的大致圆柱形状。在图示的例子中，旋转轴R与Z轴平行。通过驱动电机124产生的转矩，平头螺杆130以旋转轴R为中心旋转。

平头螺杆130具有上表面131、与上表面131相反侧的槽形成面132、连接上表面131和槽形成面132的侧面133。在槽形成面132上形成有第一槽134。侧面133例如相对于槽形成面132垂直。在此，图3是示意性地表示平头螺杆130的立体图。需要说明的是，为了方便，在图3中，示出了上下的位置关系与图2所示的状态相反的状态。

如图3所示，在平头螺杆130的槽形成面132上形成有第一槽134。第一槽134例如具有中央部135、连接部136和材料导入部137。中央部135与形成于筒体140的连通孔146对置。中央部135与连通孔146连通。连接部136连接中央部135和材料导入部137。在图示的例子中，连接部136从中央部135朝向槽形成面132的外周设置成漩涡状。材料导入部137设置在槽形成面132的外周。即，材料导入部137设置在平头螺杆130的侧面133上。从材料供给部110供给的材料从材料导入部137导入第一槽134，通过连接部136以及中央部135，向形成于筒体140的连通孔146输送。第一槽134例如设置有两个。

需要说明的是，第一槽134的数量没有特别限定。虽未图示，但第一槽134可以设置三个以上，也可以仅设置一个。另外，虽未图示，但三维造型装置100可以具有同轴螺杆来代替平头螺杆130。

如图2所示，筒体140设置在平头螺杆130的下方。筒体140具有与平头螺杆130的槽形成面132对置的对置面142。在对置面142的中心形成有与第一槽134连通的连通孔146。在此，图4是示意性地表示筒体140的俯视图。

如图4所示，在筒体140的对置面142上形成有第二槽144和连通孔146。第二槽144形成有多个。在图示的例子中，形成有六个第二槽144，但第二槽144的数量没有特别限定。从Z轴方向观察，多个第二槽144形成在连通孔146的周围。第二槽144的一端与连通孔146连接，从连通孔146朝向筒体140的外周148漩涡状地延伸。第二槽144具有将塑化的材料导入连通孔146的功能。

需要说明的是，第二槽144的形状没有特别限定，例如也可以是直线状。另外，第二槽144的一端也可以不与连通孔146连接。此外，第二槽144也可以不形成在对置面142上。另外，如果考虑将塑化的材料高效地导入连通孔146，则优选第二槽144形成在对置面142上。

如图2所示，加热器150设置在筒体140上。加热器150对供给到平头螺杆130与筒体140之间的材料进行加热。加热器150的输出由控制部70控制。塑化部120通过平头螺杆130、筒体140以及加热器150，一边将材料向连通孔146输送一边进行加热而生成塑化后的造型材料，并使生成的造型材料从连通孔146流出。需要说明的是，虽未图示，但从Z轴方向观察，加热器150的形状也可以是环状。

喷嘴160设置在筒体140的下方。喷嘴160将从塑化部120供给的材料朝向载物台20喷出。在喷嘴160上形成有喷嘴流路162。喷嘴流路162与连通孔146连通。喷嘴流路162具有喷嘴开口164。喷嘴开口164位于喷嘴160的前端。从连通孔146供给的材料通过喷嘴流路162从喷嘴开口164喷出。

如图1以及图2所示，载物台20设置在喷嘴160的下方。在图示的例子中，载物台20的形状是长方体。载物台20具有造型区域22。从喷头10向造型区域22喷出造型材料。造型区域22是载物台20的上表面的区域。造型区域22由喷头10的喷嘴开口164的位置规定。例如，在载物台20通过移动机构30向X轴方向以及Y轴方向移动的情况下，造型区域22在-X轴方向上的端部位于当载物台20向+X轴方向移动最多时的喷嘴开口164的下方。造型区域22在+X轴方向上的端部位于当载物台20向-X轴方向移动最多时的喷嘴开口164的下方。

移动机构30支承载物台20。移动机构30使载物台20和喷头10相对移动。此外，移动机构30使载物台20和加热机构50相对移动。加热机构50例如随着喷头10的移动而移动。在图示的例子中，移动机构30通过使载物台20向X轴方向以及Y轴方向移动，在X轴方向以及Y轴方向上，使载物台20、喷头10以及加热机构50的相对位置变化。此外，移动机构30通过使喷头10以及加热机构50向Z轴方向移动，从而在Z轴方向上使载物台20与喷头10以及加热机构50的相对位置变化。

移动机构30例如具有第一电动致动器32、第二电动致动器34和第三电动致动器36。第一电动致动器32使载物台20向X轴方向移动。第二电动致动器34使载物台20向Y轴方向移动。第三电动致动器36使喷头10以及加热机构50向Z轴方向移动。

支承部件40与第三电动致动器36连接。在图示的例子中，支承部件40从第三电动致动器36向-Y轴方向延伸。支承部件40支承喷头10以及加热机构50。移动机构30通过第三电动致动器36使支承部件40向Z轴方向移动，使喷头10以及加热机构50向Z轴方向移动。

加热机构50的形状例如是大致板状。加热机构50例如具有支承板52和加热器54。加热器54由支承板52支承。加热器54覆盖载物台20的造型区域22。加热器54与载物台20对置。从Z轴方向观察，载物台20例如设置在加热器54的外缘的内侧。加热器54加热由堆积在造型区域22中的造型材料构成的造型层。加热器54能够加热整个造型区域22。加热器54的输出由控制部70控制。

如图2所示，在加热机构50上形成有贯通孔56。在图示的例子中，贯通孔56在Z轴方向上贯通加热机构50。喷嘴160位于贯通孔56中。在图示的例子中，平头螺杆130以及筒体140位于加热机构50的+Z轴方向上，喷嘴开口164以及载物台20位于加热机构50的-Z轴方向上。

需要说明的是，只要加热器54能够加热造型区域22即可，加热机构50的形状没有特别限定。例如，三维造型装置100具有收容喷头10、载物台20以及移动机构30的未图示的腔室，加热机构50可以通过加热整个腔室来加热造型区域22。

如图1所示，传感器60固定在加热机构50上。因此，传感器60随着加热机构50的移动而移动。即，移动机构30使载物台20和传感器60相对移动。传感器60例如固定在加热机构50的支承板52的外周端部。传感器60从支承板52向-Z轴方向突出。传感器60测量形成在载物台20上的造型层的测量区域的温度。由传感器60计测的温度被发送到控制部70。传感器60例如是辐射红外线等的非接触式的辐射温度计。

控制部70例如由具有处理器、主存储装置、进行与外部的信号的输入输出的输入输出接口的计算机构成。控制部70例如通过处理器执行读入到主存储装置中的程序来发挥各种功能。具体而言，控制部70控制喷头10、移动机构30以及加热机构50。需要说明的是，控制部70也可以不是计算机，而是由多个电路的组合构成。

1.2.控制部的处理

图5是用于说明控制部70的处理的流程图。用户例如操作未图示的操作部，向控制部70输出用于开始处理的处理开始信号。操作部例如由鼠标、键盘、触摸面板等构成。控制部70在接收到处理开始信号时开始处理。以下，关于各处理进行说明。

1.2.1.造型数据取得处理

首先，如图5所示，控制部70进行取得用于对三维造型物进行造型的造型数据的造型数据取得处理(步骤S10)。

例如，通过使安装在与三维造型装置100连接的计算机中的切片机软件读入形状数据来生成造型数据。形状数据是表示使用三维CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)软件或三维CG(Computer Graphics：计算机图形)软件等生成的三维造型物的目标形状的数据。作为形状数据，例如使用STL(Standard Triangulated Language：标准三角形语言)形式或AMF(Additive Manufacturing File Format：增材制造文件格式)等数据。切片机软件将三维造型物的目标形状分割为规定厚度的层，对每层生成造型数据。造型数据由G代码等表示。

造型数据例如包括与喷嘴160相对于载物台20的移动路径、从喷嘴160喷出的造型材料的量、构成三维造型物的多个造型层各自的形状以及面积等相关的信息。“造型层的形状以及面积”是指从造型区域22的垂线P方向观察时的造型层的形状以及面积。在图1以及图2所示的例子中，垂线P与Z轴平行。控制部70从与三维造型装置100连接的计算机、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器等记录介质取得造型数据。

1.2.2三维造型物形成处理

接着，如图5所示，控制部70进行在载物台20上形成三维造型物的三维造型物形成处理(步骤S20)。

具体而言，控制部70使供给到平头螺杆130与筒体140之间的材料塑化而生成造型材料，并从喷嘴160喷出造型材料。控制部70例如继续生成造型材料，直到三维造型物形成处理结束为止。此外，控制部70驱动加热器54。控制部70例如继续驱动加热器54，直到三维造型物形成处理结束为止。在此，图6是用于说明三维造型物形成处理的剖视图。

如图6所示，基于所取得的造型数据，控制部70控制移动机构30，使喷嘴160与载物台20的相对位置变化，并控制喷头10，从喷嘴160朝向载物台20喷出造型材料。

具体而言，在三维造型物形成处理开始之前，即在作为第一层的造型层的造型层L1的形成开始之前，喷嘴160被配置在比载物台20的-X轴方向的端部更靠近-X轴方向的初始位置。当三维造型物形成处理开始时，如图6所示，控制部70通过控制移动机构30，例如使喷嘴160相对于载物台20在+X轴方向上相对移动。当喷嘴160在载物台20上通过时，从喷嘴160喷出造型材料。由此，形成造型层L1。在图6中，n是任意的自然数，示出了直到第n层的造型层Ln。

在此，图7是用于更详细地说明控制部70的三维造型物形成处理的流程图。

在三维造型物形成处理中，如图7所示，控制部70基于造型数据中包含的与第n-1层的造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息，进行设定造型层Ln-1的测量区域M的测量区域设定处理(步骤S21)。具体而言，控制部70基于造型数据中包含的与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息，设定造型层Ln-1的测量区域M的位置。测量区域M是由传感器60测量的区域。

需要说明的是，控制部70可以基于造型数据中包含的与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息来计算并设定测量区域M的位置，在造型数据中包含与基于与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息计算出的测量区域M的位置相关的信息的情况下，控制部70可以从造型数据中直接取得与测量区域M的位置相关的信息来设定测量区域M的位置。

接着，控制部70基于与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息来进行设定测量区域M的目标温度的目标温度设定处理(步骤S22)。目标温度是造型层Ln-1被固化的温度。

需要说明的是，控制部70可以基于造型数据中包含的与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息来计算并设定目标温度，在造型数据中包含与基于与造型层Ln-1的形状以及面积相关的信息计算出的目标温度相关的信息的情况下，控制部70可以直接从造型数据中取得与目标温度相关的信息，并设定目标温度。

接着，控制部70控制移动机构30，使载物台20和传感器60相对移动，进行使传感器60的位置和测量区域M的位置对准的位置对准处理(步骤S23)。具体而言，控制部70控制移动机构30，从Z轴方向观察，使传感器60与测量区域M重叠。控制部70可以使载物台20移动，使传感器60的位置与测量区域M的位置对准，也可以使传感器60移动，使传感器60的位置与测量区域M的位置对准。

接着，控制部70进行使传感器60测量测量区域M的温度的温度测量处理(步骤S24)。具体而言，控制部70驱动传感器60，使传感器60测量测量区域M的温度。

接着，控制部70进行判定所测量的测量区域M的温度是否为规定值以下的判定处理(步骤S25)。“规定值”是在步骤S22中设定的目标温度。

在判定为所测量的测量区域M的温度不在目标温度以下的情况下(在步骤S25中为“NO”)，控制部70重复进行步骤S25的处理，直到判定为在步骤S24的处理中所测量的测量区域M的温度在目标温度以下为止。

另一方面，在判定为所测量的测量区域M的温度在目标温度以下的情况下(在步骤S25中为“YES”)，控制部70基于造型数据，控制喷头10以及移动机构30，进行从喷头10喷出造型材料而在造型层Ln-1上形成造型层Ln的造型层形成处理(步骤S26)。需要说明的是，在形成第一层的造型层L1的情况下，控制部70省略步骤S21～S25的处理，进行步骤S26、S27的处理。

接着，控制部70基于造型数据，进行判定是否完成了所有造型层的形成的判定处理(步骤S27)。

在判定为未完成所有造型层的形成的情况下(在步骤S27中为“NO”)，控制部70将处理返回到步骤S21。另一方面，在判定为完成了所有造型层的形成的情况下(在步骤S27中为“YES”)，控制部70结束处理。

1.3测量区域

图8是示意性表示由三维造型装置100形成的造型层L的俯视图。

如图8所示，从Z轴方向观察，造型层L例如具有连接两个矩形的形状。测量区域M的形状例如为圆形。测量区域M的直径例如为0.6mm左右。在传感器60是辐射红外线的辐射温度计的情况下，测量区域M是被照射来自辐射温度计的红外线的区域。

从Z轴方向观察，测量区域M不包括造型层L的外缘E。测量区域M与外缘E分离。测量区域M包括点Q。从Z轴方向观察，点Q是造型层L中温度最难以下降的点。从Z轴方向观察，点Q是造型层L中散热性最低的点。在图示的例子中，从Z轴方向观察，点Q是造型层L中与外缘E的最短距离最大的点。

1.4.作用效果

在三维造型装置100中，控制部70基于与造型层L的形状相关的信息，进行以下处理：设定测量区域M的处理；使传感器60测量测量区域M的温度的处理；以及在所测量的测量区域M的温度为规定值以下的情况下，控制喷头10以及移动机构30，从喷头10喷出造型材料的处理。

因此，在三维造型装置100中，基于与造型层L的形状相关的信息，能够将包括造型层L的温度最难以下降的点Q的区域设定为测量区域M。因此，在三维造型装置100中，能够将整个造型层L下降至目标温度。其结果是，即使将造型材料喷出到造型层L上，也能够减小造型层L的形状发生变形的可能性。

在三维造型装置100中，从Z轴方向观察，测量区域M不包括造型层L的外缘E。与造型层L的外缘E的内侧的部分相比，外缘E的散热性较高。因此，能够测量温度难以下降的测量区域M的温度。

在三维造型装置100中，测量区域M包括从Z轴方向观察时距造型层L的外缘E的最短距离最大的点Q。与造型层L的外缘E的最短距离最大的点Q是造型层L中温度最难以下降的点。因此，能够测量温度难以下降的测量区域M的温度。

2.变形例

2.1.第一变形例

接着，参照附图，关于本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置进行说明。图9是示意性地表示由本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L的俯视图。

以下，在本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置中，关于与上述的本实施方式所涉及的三维造型装置100的例子的不同点进行说明，关于相同点省略说明。这同样适用于后面叙述的本实施方式的第二～第四变形例所涉及的三维造型装置。

如图9所示，由本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L与由上述的三维造型装置100形成的造型层L的不同点在于，由支承层T支承。形成第一变形例中的支承层T的材料的热导率在形成第一变形例中的造型层L的材料的热导率以下。

喷头10朝向载物台20喷出支承材料而形成支承层T。构成支承层T的支承材料例如是与构成造型层L的造型材料不同种类的材料。使支承层T与造型层L分离，得到所希望的形状的三维造型物。在图示的例子中，对于一个造型层L形成有两个支承层T。

从Z轴方向观察，造型层L的外缘E具有与支承层T接触的第一边缘B1和不与支承层T接触的第二边缘B2。在图示的例子中，外缘E具有两个第一边缘B1和两个第二边缘B2。测量区域M与第一边缘B1的最短距离D1小于测量区域M与第二边缘B2的最短距离D2。

在本实施方式的第一变形例所涉及的三维造型装置中，从Z轴方向观察，造型层L的外缘E具有与支承层T接触的第一边缘B1和不与支承层T接触的第二边缘B2，测量区域M与第一边缘B1的最短距离D1小于测量区域M与第二边缘B2的最短距离D2。由于第一边缘B1与支承层T接触，因此第一边缘B1的散热性低于第二边缘B2的散热性。因此，能够测量温度难以下降的测量区域M的温度。

需要说明的是，在形成支承层T的材料的热导率大于形成第一变形例中的造型层L的材料的热导率的情况下，第一边缘B1的散热性高于第二边缘B2的散热性。因此，测量区域M与第一边缘B1的最短距离D1比第一变形例长，测量区域M与第二边缘B2的最短距离D2比第一变形例短。

2.2.第二变形例

接着，参照附图，关于本实施方式的第二变形例所涉及的三维造型装置进行说明。图10是示意性地表示由本实施方式的第二变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L的俯视图。

如图10所示，由本实施方式的第二变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L与由上述的三维造型装置100形成的造型层L的不同点在于，内部是空洞。

从Z轴方向观察，造型层L具有直线状的直线部F和作为两个直线部F的连接部的角部C。测量区域M设置在造型层L的角部C处。从Z轴方向观察，测量区域M中的载物台20与喷头10的相对移动速度小于形成造型层L期间的载物台20与喷头10的平均相对移动速度。例如，在固定喷头10的状态下移动载物台20以形成造型层L的情况下，形成角部C时的载物台20的移动速度小于形成直线部F时的载物台20的移动速度。由此，能够高精度地形成角部C。

在本实施方式的第二变形例所涉及的三维造型装置中，从Z轴方向观察，测量区域M中的载物台20与喷头10的相对移动速度小于形成造型层L期间的载物台20与喷头10的平均相对移动速度。因此，能够测量来自喷头10的传热量大、温度难以下降的测量区域M的温度。

2.3.第三变形例

接着，参照附图，关于本实施方式的第三变形例所涉及的三维造型装置进行说明。图11是示意性地表示由本实施方式的第三变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L的俯视图。

如图11所示，由本实施方式的第三变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L与由上述的三维造型装置100形成的造型层L的不同点在于，具有彼此分离的第一部分A1以及第二部分A2。

第一部分A1具有测量区域M。在图示的例子中，从Z轴方向观察，第一部分A1的形状是矩形。第一部分A1的宽度W1大于传感器60的点径。在图示的例子中，宽度W1是短边的长度。

第二部分A2不具有测量区域M。在图示的例子中，从Z轴方向观察，第二部分A2的形状是环状。第二部分A2的宽度W2小于传感器60的点径。因此，例如，如果在第二部分A2中设置测量区域M，则载物台20的温度也被测量，并且造型层L的准确温度不能被测量。第二部分A2的宽度W2小于测量区域M的直径。第二部分A2的宽度W2小于第一部分A1的宽度W1。

在由本实施方式的第三变形例所涉及的三维造型装置形成的造型层L中，从Z轴方向观察，第一部分A1的宽度W1大于第二部分A2的宽度W2，并且第一部分A1具有测量区域M。因此，第一部分A1的散热性低于第二部分A2的散热性。由此，能够测量散热性低、温度难以下降的测量区域M的温度。

2.3第四变形例

接着，关于本实施方式的第四变形例所涉及的三维造型装置进行说明。

在上述的三维造型装置100中，从材料供给部110供给的材料是ABS树脂。

与此相对，在本实施方式的第四变形例所涉及的三维造型装置中，从材料供给部110供给的材料是ABS树脂以外的材料、或者是在ABS树脂中添加了其他成分的材料。

作为从材料供给部110供给的材料，能够列举出以具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料为主材料的材料。在此，“主材料”是指成为形成造型物的形状的中心的材料，是指在造型物中占50质量％以上的含有率的材料。上述的材料包括将这些主材料以单体熔融的材料、与主材料一起含有的一部分成分熔融而成为糊状的材料。

作为具有热塑性的材料，例如能够使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，例如可以列举出通用工程塑料、超级工程塑料。

作为通用工程塑料，例如可以列举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚缩醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。

作为超级工程塑料，例如可以列举出聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(PAR)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)。

在具有热塑性的材料中，除了颜料、金属、陶瓷以外，还可以混入蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。在塑化部120中，具有热塑性的材料通过平头螺杆130的旋转和加热器150的加热而被塑化，转化为熔融的状态。另外，这样生成的造型材料在从喷嘴160射出后，由于温度的下降而固化。具有热塑性的材料优选在被加热到其玻璃化转变温度以上而完全熔融的状态下从喷嘴160射出。

在塑化部120中，例如，可以使用金属材料作为主材料来代替上述的具有热塑性的材料。在该情况下，优选在将金属材料制成粉末状的粉末材料中混合在生成造型材料时熔融的成分，并投入到塑化部120中。

作为金属材料，例如可以列举出镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)或铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一金属，或者含有一种以上这些金属的合金，另外，可以列举出马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。

在塑化部120中，能够使用陶瓷材料作为主材料来代替上述的金属材料。作为陶瓷材料，例如可以列举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷，氮化铝等非氧化物陶瓷等。

从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末或合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种混合的混合材料。另外，金属材料或陶瓷材料的粉末材料例如也可以被上述的热塑性树脂或其以外的热塑性树脂涂敷。在该情况下，在塑化部120中，该热塑性树脂也可以熔融而表现出流动性。

在从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中，例如也能够添加溶剂。作为溶剂，例如可以列举出水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基乙酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂；四烷基乙酸铵(例如，四丁基乙酸铵等)；丁基卡必醇乙酸酯等离子液体等。

此外，在从材料供给部110供给的金属材料或陶瓷材料的粉末材料中，例如也可以添加粘合剂。作为粘合剂，例如可以列举出丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素系树脂或其他合成树脂或PLA、PA、PPS、PEEK或其他热塑性树脂。

上述的实施方式以及变形例是一例，并不限定于此。例如，也能够适当组合各实施方式以及各变形例。

本发明包括与实施方式中说明的结构实质上相同的结构，例如功能、方法以及结果相同的结构，或者目的以及效果相同的结构。另外，本发明包括置换了实施方式中说明的结构的非本质部分的结构。另外，本发明包括起到与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或能够实现相同目的的结构。另外，本发明包括在实施方式中说明的结构中附加了公知技术的结构。

从上述的实施方式以及变形例可以导出以下的内容。

三维造型装置的一个方式为，

所述三维造型装置包括：

载物台；

加热器；覆盖所述载物台的造型区域，与所述载物台对置；

喷头，朝向所述载物台喷出造型材料而形成造型层；

传感器，测量所述造型层的测量区域的温度；

移动机构，使所述载物台和所述传感器相对移动，并且使所述载物台和所述喷头相对移动；以及

控制部，控制所述喷头以及所述移动机构，

所述控制部进行以下处理：

基于与所述造型层的形状相关的信息，设定所述测量区域的处理；

使所述传感器测量所述测量区域的温度的处理；以及

在所测量的所述测量区域的温度为规定值以下的情况下，控制所述喷头以及所述移动机构，从所述喷头朝向所述造型层喷出造型材料的处理。

通过该三维造型装置，能够将整个造型层下降至目标温度。

也可以是，在三维造型装置的一个方式中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域不包括所述造型层的外缘。

通过该三维造型装置，能够测量温度难以下降的测量区域的温度。

也可以是，在三维造型装置的一个方式中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域包括与所述造型层的外缘的最短距离最大的点。

通过该三维造型装置，能够测量温度难以下降的测量区域的温度。

也可以是，在三维造型装置的一个方式中，

所述喷头朝向所述载物台喷出支承材料，形成支承所述造型层的支承层，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述造型层的外缘具有：

与所述支承层接触的第一边缘；以及

不与所述支承层接触的第二边缘，

所述测量区域与所述第一边缘之间的最短距离小于所述测量区域与所述第二边缘之间的最短距离。

通过该三维造型装置，能够测量温度难以下降的测量区域的温度。

也可以是，在三维造型装置的一个方式中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域中的所述载物台与所述喷头的相对移动速度小于形成所述造型层期间的所述载物台与所述喷头的平均相对移动速度。

通过该三维造型装置，能够测量温度难以下降的测量区域的温度。

Claims (5)

1.一种三维造型装置，其特征在于，包括：

载物台；

加热器；覆盖所述载物台的造型区域，与所述载物台对置；

喷头，朝向所述载物台喷出造型材料而形成造型层；

传感器，测量所述造型层的测量区域的温度；

移动机构，使所述载物台和所述传感器相对移动，并且使所述载物台和所述喷头相对移动；以及

控制部，控制所述喷头以及所述移动机构，

所述控制部进行以下处理：

基于与所述造型层的形状相关的信息，设定所述测量区域的处理；

使所述传感器测量所述测量区域的温度的处理；以及

在所测量的所述测量区域的温度为规定值以下的情况下，控制所述喷头以及所述移动机构，从所述喷头朝向所述造型层喷出造型材料的处理。

2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域不包括所述造型层的外缘。

3.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域包括与所述造型层的外缘的最短距离最大的点。

4.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，

所述喷头朝向所述载物台喷出支承材料，形成支承所述造型层的支承层，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述造型层的外缘具有：

与所述支承层接触的第一边缘；以及

不与所述支承层接触的第二边缘，

所述测量区域与所述第一边缘之间的最短距离小于所述测量区域与所述第二边缘之间的最短距离。

5.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，

从所述造型区域的垂线方向观察，所述测量区域中的所述载物台与所述喷头的相对移动速度小于形成所述造型层期间的所述载物台与所述喷头的平均相对移动速度。

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